JP7264598B2 - 接着剤組成物及び接続構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、接着剤組成物及び接続構造体に関する。
近年、電子部品と、配線基板との接着には、一般的に、エポキシ系化合物による重合反応を利用した接着剤、又はアクリレート系化合物による重合反応を利用した接着剤のいずれかが使用されることが一般的である。例えば、下記の特許文献１には、エポキシ系化合物を主体とするフィルム状の電子部品用接着剤が開示されている。
一方、アクリレート系化合物は、エポキシ系化合物と比較して、低温でも高い反応性を示す。そのため、アクリレート系化合物を含有する接着剤は、例えば、熱を掛けたくない電子部品を接着する場合等に用いられ得る。
特開２００５－２６４１０９号公報
しかし、アクリレート系化合物を含有する接着剤は、エポキシ系化合物と比較して、湿熱環境下における信頼性試験で劣化が進行しやすかった。そのため、アクリレート系化合物を含有する接着剤において、接着信頼性をより高めることが求められていた。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より高い接着信頼性を有する、新規かつ改良された接着剤組成物及び接続構造体を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、膜形成樹脂と、アクリレート系化合物と、重合開始剤と、カルボジイミド系化合物と、を含有し、前記膜形成樹脂又は前記アクリレート系化合物の少なくとも１つ以上は、カルボキシ基を有する化合物であり、前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、０．１質量％以上１５０質量％以下である、接着剤組成物が提供される。
前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、３０質量％以下であってもよい。
前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、５質量％以上であってもよい。
前記膜形成樹脂は、ポリウレタン樹脂であってもよい。
前記膜形成樹脂の酸価は、１ＫＯＨｍｇ／ｇ以上であってもよい。
前記アクリレート系化合物は、（メタ）アクリレート樹脂であってもよい。
前記重合開始剤は、ラジカル系重合開始剤であってもよい。
前記接着剤組成物は、フィルム状に設けられてもよい。
前記接着剤組成物は、導電粒子をさらに含んでもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記の接着剤組成物と、前記接着剤組成物を介して接着された第１の電子部品及び第２の電子部品と、を備える、接続構造体が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記の接着剤組成物を第１の電子部品と、第２の電子部品との間に設け、前記第１の電子部品又は前記第２の電子部品の側から加圧することで、前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品を接続する、接続構造体の製造方法が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、導電粒子をさらに含む上記の接着剤組成物と、前記接着剤組成物を介して接着された第１の電子部品及び第２の電子部品と、を備え、前記第１の電子部品が有する端子、及び前記第２の電子部品が有する端子は、前記導電粒子を挟持することで導電接続される、接続構造体が提供される。
さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、導電粒子をさらに含む上記の接着剤組成物を第１の電子部品と、第２の電子部品との間に設け、前記第１の電子部品又は前記第２の電子部品の側から加圧することで、前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品を導電接続する、接続構造体の製造方法が提供される。
上記構成により、膜形成樹脂又はアクリレート系化合物が有するカルボキシ基と、カルボジイミド系化合物とを反応させることによって、接着剤組成物の内部で分子間架橋を促すことが可能である。
以上説明したように本発明によれば、より高い接着信頼性を有する接着剤組成物及び接続構造体を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る接着剤組成物の第１の適用例を説明する模式図である。 同実施形態に係る接着剤組成物の第１の適用例による接着を説明する模式図である。 同実施形態に係る接着剤組成物の第２の適用例を説明する模式図である。 同実施形態に係る接着剤組成物の第２の適用例による接着を説明する模式図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜１．接着剤組成物の構成＞
まず、本発明の一実施形態に係る接着剤組成物の構成について説明する。本実施形態に係る接着剤組成物は、膜形成樹脂と、アクリレート系化合物と、重合開始剤と、カルボジイミド系化合物と、を含む。
本実施形態では、膜形成樹脂又はアクリレート系化合物の少なくとも１つ以上は、カルボキシ基を有する。これらの化合物が有するカルボキシ基は、カルボジイミド系化合物と反応することで、接着剤組成物の内部により多くの分子間架橋を形成することができる。これにより、本実施形態に係る接着剤組成物は、より高い接着信頼性を実現することができる。
膜形成樹脂は、接着剤組成物に成膜性を付与する。これにより、膜形成樹脂は、接着剤組成物の塗布性又はフィルム形成性を向上させ、かつ接着剤組成物の全体での凝集力を高めることができる。具体的には、膜形成樹脂は、１００００以上の平均分子量を有する有機樹脂であってもよい。膜形成樹脂は、塗布性又はフィルム形成性等を向上させる観点からは、１００００以上８００００以上の平均分子量を有する有機樹脂であることが好ましい。
例えば、膜形成樹脂は、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、又はブチラール樹脂等を単独で、又は２種類以上組み合わせて用いてもよい。膜形成樹脂の含有量は、接着剤組成物の総質量に対して、例えば、４０質量％以上９０質量％以下であってもよく、好ましくは５０質量％以上８０質量％以下であってもよい。
なお、上述したように、膜形成樹脂は、カルボキシ基を有し得る。このような膜形成樹脂としては、カルボキシ基を含むエステル結合又はウレタン結合等を主鎖に有するポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂又はポリエステルウレタン樹脂であってもよく、カルボキシ基を側鎖に有するアクリル樹脂を例示することができる。また、膜形成樹脂は、カルボジイミド系化合物との反応性をさらに高めるために、フェノール性ヒドロキシ基、エポキシ基、アミノ基又はヒドロキシ基をさらに有していてもよい。
本実施形態では、後述するカルボジイミド系化合物との反応性を確保するために、膜形成樹脂は、ポリウレタン樹脂であることが好ましく、ポリエステルウレタン樹脂であることがより好ましい。ポリウレタン樹脂又はポリエステルウレタン樹脂は、主鎖のウレタン結合又はエステル結合にカルボキシ基を有する。これによれば、ポリウレタン樹脂又はポリエステルウレタン樹脂は、カルボジイミド系化合物との反応によって、より強固な分子間架橋を形成することができる。
特に、ポリエステルウレタン樹脂は、流動性が低いため、接着時に被接着物同士を低圧で押圧した場合にも十分な接着強度を確保することができる。このような場合、接着剤組成物は、薄いガラス基板又はプラスチック基板等の被接着物において、接着に起因する反りの発生を抑制することができる。
ここで、膜形成樹脂の酸価は、１ＫＯＨｍｇ／ｇ以上であることが好ましく、５ＫＯＨｍｇ／ｇ以上であることがより好ましい。酸価は、樹脂又は油脂等の高分子化合物１ｇ中に存在する遊離脂肪酸を中和するために必要な水酸化カリウムのｍｇ数を表すため、高分子化合物中に含まれるカルボン酸の量を表す指標となる。すなわち、膜形成樹脂では、酸価が高いほどカルボキシ基を多く有しているといえる。膜形成樹脂の酸価が１ＫＯＨｍｇ／ｇ以上である場合、カルボジイミド系化合物と反応し、架橋点となり得るカルボキシ基が膜形成樹脂に多く含まるため、接着剤組成物の接着信頼性をより向上させることができる。
ただし、膜形成樹脂の酸価が過剰に高い場合、遊離したカルボン酸が被接着物の金属部分等を腐食させる（マイグレーションともいう）可能性が生じる。したがって、膜形成樹脂の酸価は、５０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下であることが好ましい。特に、金属端子同士を異方性導電接続する異方性接着剤として接着剤組成物を使用する場合、接続した金属端子の腐食を抑制するためには、膜形成樹脂の酸価は、上述した値以下とすることが好ましい。なお、膜形成樹脂の酸価が高い場合、接着剤組成物に酸化防止剤を添加することによって、接続した金属端子の腐食を抑制することも可能である。膜形成樹脂の酸価は、例えば、日本工業規格「ＪＩＳ Ｋ ００７０－１９９２ 化学製品の酸価、けん化価、エステル価、よう素価、水酸基価及び不けん化物の試験方法」に基づいて測定することができる。
アクリレート系化合物は、接着剤組成物に接着性を付与する。アクリレート系化合物は、接着時に硬化することで、被接着物同士を接着させる。具体的には、アクリレート系化合物は、ラジカル重合性を有する（メタ）アクリレート樹脂であってもよい。なお、（メタ）アクリレートとは、アクリル酸エステル（すなわち、アクリレート）、及びメタクリル酸エステル（すなわち、メタクリレート）を含むことを表す。（メタ）アクリレート樹脂は、低温でも反応性が高いため、接着剤組成物は、接着時の加熱温度が低い場合でも、確実に被接着物同士を接着することができる。これによれば、接着剤組成物は、熱によってダメージを受ける可能性がある被接着物であっても、問題なく接着することができる。アクリレート系化合物の含有量は、接着剤組成物の総質量に対して、例えば、５質量％以上４０質量％以下であってもよく、好ましくは１０質量％以上３０質量％以下であってもよい。
アクリレート系化合物は、例えば、アクリレート残基又はメタクリレート残基を分子内に含む単官能又は多官能モノマー又はオリゴマーであってもよい。
単官能の（メタ）アクリレートモノマーとしては、直鎖又は分岐アルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートを例示することができる。例えば、アルキル（メタ）アクリレートとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ－ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ－ペンチル（メタ）アクリレート、イソペンチル（メタ）アクリレート、ｎ－へキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ｎ－ヘプチル（メタ）アクリレート、ｎ－オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ－ノニル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、ｎ－デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ｎ－ドデシル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、ｎ－トリデシル（メタ）アクリレート、ｎ－テトラデシル（メタ）アクリレート、ｎ－ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、又はｎ－ラウリル（メタ）アクリレート等を列挙することができる。
多官能の（メタ）アクリレートとしては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、１，３－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９－ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート若しくはポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等の２官能の（メタ）アクリレート、又はトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート若しくはジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の３官能以上の（メタ）アクリレートを列挙することができる。
なお、上述したように、アクリレート系化合物は、カルボキシ基を有し得る。アクリレート系化合物がカルボキシ基を有する場合、接着剤組成物では、カルボジイミド系化合物によって分子間架橋が促されるため、接着信頼性をより向上させることができる。また、アクリレート系化合物は、カルボジイミド系化合物との反応性をさらに高めるために、フェノール性ヒドロキシ基、エポキシ基、アミノ基又はヒドロキシ基をさらに有していてもよい。
重合開始剤は、アクリレート系化合物の重合を開始させる化合物である。具体的には、重合開始剤は、外部からの刺激（光、熱又は圧力等）によってラジカルを発生させるラジカル系重合開始剤であってもよい。重合開始剤は、公知のラジカル系重合開始剤であってもよいが、例えば、過酸化物系ラジカル開始剤であってもよい。重合開始剤は、例えば、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類、ｔ－ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエート等のアルキルパーエステル類、１、１－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）シクロヘキサン等のパーオキシケタール類を単独、又は２種類以上組み合わせて用いてもよい。重合開始剤の含有量は、接着剤組成物の総質量に対して、例えば、１質量％以上５０質量％以下であってもよく、好ましくは５質量％以上３０質量％以下であってもよい。
カルボジイミド系化合物は、化学式（－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－）で表される官能基を含む化合物である。化学式（－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－）で表される官能基は、官能基内での分極が大きい。そのため、カルボジイミド系化合物は、接着剤組成物に含まれることによって以下のような効果を奏することが期待される。
例えば、カルボジイミド系化合物は、被接着物の極性表面との静電気的な相互作用によって、接着剤組成物の接着強度を向上させることが期待される。また、カルボジイミド系化合物は、水素イオン又は水酸化物イオン等の遊離イオンを捕捉することによって、膜形成樹脂の加水分解を抑制したり、被接着物の表面の腐食を防止したりすることが期待される。さらに、酸捕捉剤として機能するカルボジイミド系化合物を接着剤組成物に添加した場合、酸捕捉剤として金属酸化物又はハイドロタルサイト等の無機化合物を接着剤組成物に添加しなくともよくなる。これによれば、接着剤組成物を異方性接着剤として用いる場合、金属酸化物又はハイドロタルサイト等の無機化合物に起因して、接続端子間で短絡が発生することを抑制することが期待される。
特に、膜形成樹脂がポリウレタン樹脂又はポリエステルウレタン樹脂である場合、膜形成樹脂の主鎖に含まれるウレタン結合又はエステル結合は、酸を触媒として加水分解されやすい。そのため、酸捕捉剤として機能するカルボジイミド系化合物を接着剤組成物に含有させることにより、ポリウレタン樹脂又はポリエステルウレタン樹脂における加水分解反応を効果的に抑制することができる。また、カルボジイミド系化合物は、ポリウレタン樹脂又はポリエステルウレタン樹脂が有するカルボキシ基と反応して分子間架橋を促すことで、接着剤組成物の接着強度を向上させることができる。
なお、上述したカルボジイミド系化合物にて促される分子間架橋反応は、被接着物の接着時に生じず、接着後の高温高湿環境下で生じる。したがって、接着剤組成物では、長期経過後でも接着強度が維持又は向上するため、より高い接着信頼性を実現することができる。すなわち、接着剤組成物は、高温高湿等の過酷な環境下でも十分な接着信頼性を維持することができるため、高い耐候性を有することができる。
なお、上述した効果は、カルボジイミド系化合物が化学式（－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－）で表される官能基を含むことによる効果である。したがって、本明細書にて説明するカルボジイミド系化合物は、カルボジイミドを出発物質とする変性体、反応生成物又は誘導体などのような化学式（－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－）で表される官能基が分子内に有しない化合物を含まない。
なお、化学式（－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－）で表される官能基が分子内に極めて少ない場合、例えば、化学式（－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－）で表される官能基が不可避的に混入する場合は、化学式（－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－）で表される官能基が含まれないと解釈してもよい。
このようなカルボジイミド系化合物は、モノマー、オリゴマー又はポリマーであってもよい。例えば、カルボジイミド系化合物として、多価カルボジイミド（例えば、ポリカルボジイミド）又はカルボジイミド変性イソシアネートなどを好ましく用いることができる。カルボジイミド系化合物は、比較的分子量が大きいポリマーであることが好ましい。
カルボジイミド系化合物は、カルボキシ基を有する膜形成樹脂又はアクリレート系化合物の総質量に対して、０．１質量％以上１５０質量％以下で接着剤組成物に含まれる。カルボジイミド系化合物の含有量がカルボキシ基を有する化合物の総質量に対して０．１質量％未満である場合、接着剤組成物の接着信頼性を向上させる効果が得られない。したがって、カルボジイミド系化合物の含有量の下限は、カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して０．１質量％であり、好ましくは５質量％である。一方、カルボジイミド系化合物の含有量がカルボキシ基を有する化合物の総質量に対して１５０質量％超である場合、接着剤組成物中にカルボジイミド系化合物を均一に分散させることが困難になる。したがって、カルボジイミド系化合物の含有量の上限は、カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して１５０質量％であり、好ましくは３０質量％である。
以上にて説明したように、本実施形態に係る接着剤組成物は、カルボジイミド系化合物を含むことによって、接着信頼性を向上させることができる。また、本実施形態に係る接着剤組成物は、異方性接着剤として用いられる場合、さらに、被接着物の耐腐食性及び導電接続の信頼性をも向上させることができる。
なお、接着剤組成物は、上述した化合物以外に、必要に応じて、シランカップリング剤、無機フィラー、着色剤又は酸化防止剤等の添加剤をさらに含んでもよい。さらに、接着剤剤組成物は、上述した各化合物に加えて、又は替えて、特開２０１０－２３２１９１又は特開２０１０－２４２１０１に記載された一般的な化合物を含有していてもよい。
＜２．接着剤組成物の適用例＞
（２．１．第１の適用例）
次に、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る接着剤組成物の第１の適用例について説明する。図１は、接着剤組成物の第１の適用例を説明する模式図であり、図２は、接着剤組成物の第１の適用例による接着を説明する模式図である。
図１に示すように、接着剤組成物の第１の適用例は、ベースフィルム１１０の上に接着剤組成物１０１を含む接着層１００が形成された接着フィルム１１である。接着フィルム１１は、ベースフィルム１１０と、接着層１００とを備え、例えば、リール部材等に巻き取られたロール形態にて保管される。
ベースフィルム１１０は、接着層１００を支持する樹脂フィルムであり、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）にて構成される。接着層１００は、本実施形態に係る接着剤組成物１０１を含む層であり、ベースフィルム１１０の一面にフィルム状に設けられる。
第１の適用例では、図２に示すように、接着剤組成物１０１を含む接着層１００は、ベースフィルム１１０から剥離されて被接着物２０、３０に貼付され、加熱及び押圧されることで被接着物２０、３０を接着する。被接着物２０、３０は、例えば、ガラス基板、リジット基板、プラスチック基板若しくはセラミック基板などの各種基板、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップなどの半導体素子、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープ若しくは機能性モジュールなどの電子部品などであってもよい。
接着剤組成物の第１の適用例によれば、被接着物同士の間で信頼性の高い接着を行うことができる。また、他の使用例として、接着剤組成物は、構造体に設けられた空間の充填に用いることができる。
（２．２．第２の適用例）
続いて、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る接着剤組成物の第２の適用例について説明する。図３は、接着剤組成物の第２の適用例を説明する模式図であり、図４は、接着剤組成物の第２の適用例による接着を説明する模式図である。
図３に示すように、接着剤組成物の第２の適用例は、ベースフィルム１１０の上に接着剤組成物１０１及び導電粒子１０２を含む接着層１００が形成された異方性導電接続フィルム１２である。異方性導電接続フィルム１２は、ベースフィルム１１０と、接着層１００とを備え、例えば、リール部材等に巻き取られたロール形態にて保管される。なお、第２の適用例についての説明は、本発明の技術的範囲から接着剤組成物１０１が導電粒子１０２を含まない様態、又は接着剤組成物１０１が接着層１００として形成されていない様態などを除外するものではない。
ベースフィルム１１０は、接着層１００を支持する樹脂フィルムであり、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）にて構成される。接着層１００は、本実施形態に係る接着剤組成物１０１及び導電粒子１０２を含む層であり、ベースフィルム１１０の一面にフィルム状に設けられる。
導電粒子１０２は、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、スズ、鉛、クロム、コバルト、銀若しくは金等の金属からなる粒子、又はこれらの金属合金からなる粒子であってもよい。または、導電粒子１０２は、樹脂粒子の表面に前述した金属又は合金を被覆した粒子であってもよい。さらには、導電粒子１０２は、前述した金属粒子、合金粒子又は金属被覆粒子の表面に絶縁薄膜を被覆した粒子であってもよい。導電粒子１０２の平均粒径は、被接着物同士の導通信頼性を確保する観点から、例えば、１μｍ以上３０μｍ以下であってもよく、好ましくは２μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。導電粒子１０２の含有量は、被接着物同士の導通信頼性及び絶縁信頼性を確保する観点から、例えば、接着層１００の総質量に対して２質量％以上５０質量％以下であってもよく、好ましくは、３質量％以上２０質量％以下であってもよい。
第２の適用例では、図４に示すように、接着剤組成物１０１及び導電粒子１０２を含む接着層１００は、ベースフィルム１１０から剥離されて、接着面に端子２１０、３１０が設けられた被接着物２０、３０に貼付される。なお、端子２１０、３１０は、それぞれ被接着物２０、３０に形成された回路に接続される。ここで、接着層１００は、加熱及び押圧されることで被接着物２０、３０を接着し、導電粒子１０２は、被接着物２０、３０の接着面に設けられた端子２１０、３１０に挟持されることで、端子２１０、３１０を互いに電気的に接続する。
被接着物２０、３０は、例えば、ガラス基板、リジット基板、プラスチック基板若しくはセラミック基板などの各種回路基板、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＩＣチップなどの半導体素子、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープ若しくは機能性モジュールなどの電子部品などであってもよい。
接着剤組成物の第２の適用例によれば、被接着物同士の間で信頼性の高い接着を行うと共に、被接着物に形成された回路同士を電気的に接続することができる。
以下では、実施例を参照しながら、本実施形態に係る接着剤組成物及び接続構造体の製造方法について、より詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は、本実施形態に係る接着剤組成物及び接続構造体の製造方法の実施可能性および効果を示すための一例であり、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
（接着剤組成物の製造）
下記表１にて示す材料を混合し、接着剤組成物を調製した。その後、調整した接着剤組成物に導電粒子（平均粒子径４μｍ、積水化学工業社製ＡＵＬ７０４）を分散させた。導電粒子を分散させた接着剤組成物は、乾燥後の接着剤組成物の平均膜厚が１０μｍになるように、ＰＥＴフィルムに塗布し、乾燥させた。これにより、異方性接着剤及び異方性導電フィルムとして機能する接着剤組成物および接着フィルムを製造した。例えば、乾燥後の接着剤組成物の平均膜厚が１０μｍである場合、導電粒子は、個数密度が８０００個／ｍｍ２となるように調整されて、接着剤組成物に配合されてもよい。導電粒子の個数密度は、２００μｍ×２００μｍ四方の領域を任意に抜き取った１０点における導電粒子の個数密度を金属顕微鏡にて観察し、平均値を算出することで求めた。
表１において、「ＵＲ８２００」（東洋紡績社製）、「ＵＲ１７００」（東洋紡績社製）及び「ＵＲ３５００」（東洋紡績社製）はカルボキシ基を有する膜形成樹脂に相当する。「ＵＲ８２００」の酸価は、０．５ＫＯＨｍｇ／ｇ未満であり、「ＵＲ１７００」の酸価は、２６ＫＯＨｍｇ／ｇであり、「ＵＲ３５００」の酸価は、３５ＫＯＨｍｇ／ｇである。「ＥＢ－６００」（ダイセル・サイテック社製）はカルボキシ基を有しないアクリレート系化合物に相当し、「パーヘキサＣ」（日油社製）は重合開始剤に相当し、「Ｓｔａｂａｘｏｌ（登録商標）Ｐ」（ＲｈｅｉｎＣｈｅｍｉｅ社製）は、カルボジイミド系化合物に相当する。「ＫＢＭ－５０３」（信越化学工業社製）は、シランカップリング剤である。
なお、表１で示した割合の単位は、「質量部」である。さらに、表１では、カルボキシ基を含有する樹脂（「ＵＲ８２００」、「ＵＲ１７００」、及び「ＵＲ３５００」）に対するカルボジイミド系化合物（Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ）の質量割合も示した。
Figure 0007264598000001
（接続構造体の製造）
続いて、上記製造した接着剤組成物を用いて接続構造体を製造した。具体的には、８μｍ厚みのＣｕで形成され、Ｓｎめっきを施した端子が５０μｍピッチで配置されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）（厚み３８μｍ）を用意した。また、表面の全域に亘って酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）がコーティングされたガラス基板（厚み０．７ｍｍ）を用意した。
上記で製造した接着剤組成物を１．５ｍｍ幅のスリット状に裁断し、ＩＴＯコーティングガラス基板に貼り付けた。その後、接着剤組成物の上に、ＩＴＯコーティングガラス基板と端子が対向するようにＦＰＣを載置し、仮固定した。続いて、１００μｍ厚のテフロン（登録商標）材を緩衝材として用いて、仮固定したＩＴＯコーティングガラス基板、接着剤組成物及びＦＰＣを幅１．５ｍｍの圧着ツールで本圧着した。これにより、接続構造体を製造した。なお、本圧着の条件は、１８０℃かつ３．５ＭＰａで６秒間とし、圧着ステージの温度は４０℃とした。
（評価方法）
以上で製造した接続構造体について、導通抵抗、接着強度及び圧痕信頼性を評価した。なお、導通抵抗及び接着強度は、初期及び信頼性試験後でそれぞれ評価した。信頼性試験は、環境試験条件として温度８５℃／湿度８５％ＲＨを用い、接続構造体を前述の高温高湿下で５００時間放置することで行った。なお、信頼性試験には、環境試験機（恒温恒湿器、エスペック社製ＰＲシリーズ）を用いた。
導通抵抗は、デジタルマルチメータ（横河電機社製デジタルマルチメータ７５５５、）を用いて測定した。具体的には、四端子法にて電流を１ｍＡ流した時に測定された接続抵抗を導通抵抗とした。具体的には、導通抵抗が２Ω未満であるものをＡ（とても好ましい）、２Ω以上４Ω以下であるものをＢ（問題なし）、４Ω超であるものをＣ（ＮＧ）として評価した。
接着強度は、引張試験機（ＡＭＤ社製ＲＴＣ１２０１）を用いて測定した。具体的には、接着したＦＰＣを、ＩＴＯコーティングガラス基板に対して９０°の角度で５０ｍｍ／秒の速度で引き上げ、ＦＰＣが剥離した際に測定された引張強度を接着強度とした。具体的には、接着強度が８Ｎ／ｃｍ超であるものをＡ（とても好ましい）、５Ｎ／ｃｍ以上８Ｎ／ｃｍ以下であるものをＢ（問題なし）、５Ｎ／ｃｍ未満であるものをＣ（ＮＧ）として評価した。
圧痕信頼性は、微分干渉顕微鏡（オリンパス社製ＭＸ５１）を用いて、接続構造体を観察することで評価した。具体的には、比較例１に係る接続構造体で観察された圧痕を基準として、圧痕がより明りょうに観察される場合をＡ、圧痕が同等に観察される場合をＢ、圧痕が明りょうに観察されない場合をＣとして評価した。なお、Ａの方がＣよりも評価が良好であることを示す。
総合判定は、導通抵抗及び接着強度の初期及び信頼性試験後の評価結果、並びに圧痕信頼性を総合的に判断することで評価した。Ａの方がＣよりも評価が良好であることを示す。なお、接続構造体の実用上、Ｂ以上の評価であることが好ましい。
以上の結果を下記の表２に示す。比較例２及び４は、接着剤組成物がフィルム化できなかったため、導通抵抗及び接着強度は評価していない。
Figure 0007264598000002
表２の結果を参照すると、実施例１～９に係る接続構造体は、比較例１～４と比較して、信頼性試験後も導通抵抗が大きく増加しておらず、かつ接着強度も大きく低下していないことがわかる。
また、カルボキシ基を有する膜形成樹脂の酸価がより高い実施例７～９は、実施例１～６と比較して、信頼性試験後の接着強度の評価が高いことがわかる。したがって、実施例７～９は、実施例１～６と比較して、より耐候性が高いことがわかる。
以上の結果から、本実施形態に係る接着剤組成物は、信頼性試験後も高い接着強度を維持することが可能であるため、高い接着信頼性を有することがわかる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１１ 接着フィルム
１２ 異方性導電接続フィルム
２０、３０ 被接着物
１００ 接着層
１０１ 接着剤組成物
１０２ 導電粒子
１１０ ベースフィルム
２１０、３１０ 端子

Claims (15)

  1. 膜形成樹脂と、
    アクリレート系化合物と、
    重合開始剤と、
    カルボジイミド系化合物と、
    を含有し、
    前記膜形成樹脂又は前記アクリレート系化合物の少なくとも１つ以上は、カルボキシ基を有する化合物であり、
    前記膜形成樹脂は、ポリエステル樹脂又はポリウレタン樹脂であり、
    前記膜形成樹脂の酸価は、１ＫＯＨｍｇ／ｇ以上であり、
    前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、０．１質量％以上１５０質量％以下である、接着剤組成物。
  2. 膜形成樹脂と、
    アクリレート系化合物と、
    重合開始剤と、
    カルボジイミド系化合物と、
    を含有し、
    前記膜形成樹脂又は前記アクリレート系化合物の少なくとも１つ以上は、カルボキシ基を有する化合物であり、
    前記膜形成樹脂は、ポリエステル樹脂又はポリウレタン樹脂であり、
    前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、５質量％以上１５０質量％以下であり、
    当該接着剤組成物は、熱硬化性接着剤である接着剤組成物。
  3. 膜形成樹脂と、
    アクリレート系化合物と、
    重合開始剤と、
    カルボジイミド系化合物と、
    導電粒子と、
    を含有し、
    前記膜形成樹脂又は前記アクリレート系化合物の少なくとも１つ以上は、カルボキシ基を有する化合物であり、
    前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、０．１質量％以上１５０質量％以下であり、
    当該接着剤組成物は、異方導電性接着剤である接着剤組成物。
  4. 前記膜形成樹脂は、ポリエステル樹脂又はポリウレタン樹脂である、請求項３記載の接着剤組成物。
  5. 前記膜形成樹脂の酸価は、１ＫＯＨｍｇ／ｇ以上である、請求項４に記載の接着剤組成物。
  6. 前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、５質量％以上である、請求項１又は３に記載の接着剤組成物。
  7. 前記接着剤組成物は、導電粒子をさらに含む、請求項１又は２に記載の接着剤組成物。
  8. 前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、３０質量％以下である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の接着剤組成物。
  9. 前記アクリレート系化合物は、（メタ）アクリレート樹脂である、請求項１～８のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
  10. 前記重合開始剤は、ラジカル系重合開始剤である、請求項１～９のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
  11. 前記接着剤組成物は、フィルム状に設けられる、請求項１～１０のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
  12. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の接着剤組成物と、
    前記接着剤組成物を介して接着された第１の電子部品及び第２の電子部品と、
    を備える、接続構造体。
  13. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の接着剤組成物を第１の電子部品と、第２の電子部品との間に設け、前記第１の電子部品又は前記第２の電子部品の側から加圧することで、前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品を接続する、接続構造体の製造方法。
  14. 膜形成樹脂と、アクリレート系化合物と、重合開始剤と、カルボジイミド系化合物と、を含有し、前記膜形成樹脂又は前記アクリレート系化合物の少なくとも１つ以上は、カルボキシ基を有する化合物であり、前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、５質量％以上１５０質量％以下であり、当該接着剤組成物は、熱硬化性接着剤である接着剤組成物と、前記接着剤組成物を介して接着された第１の電子部品及び第２の電子部品と、を備える、接続構造体。
  15. 膜形成樹脂と、アクリレート系化合物と、重合開始剤と、カルボジイミド系化合物と、を含有し、前記膜形成樹脂又は前記アクリレート系化合物の少なくとも１つ以上は、カルボキシ基を有する化合物であり、前記カルボジイミド系化合物の含有量は、前記カルボキシ基を有する化合物の総質量に対して、５質量％以上１５０質量％以下であり、当該接着剤組成物は、熱硬化性接着剤である接着剤組成物を第１の電子部品と、第２の電子部品との間に設け、前記第１の電子部品又は前記第２の電子部品の側から加圧することで、前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品を接続する、接続構造体の製造方法。
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